JP7696095B2 - Boost connection circuit, power conversion system - Google Patents
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Description
本開示は、出力電圧が異なる複数の直流電源の出力を統合するための昇圧接続回路、電力変換システムに関する。 This disclosure relates to a boost connection circuit and power conversion system for integrating the outputs of multiple DC power sources with different output voltages.
再生可能エネルギーへの注目が集まる中、太陽光発電システムの普及が拡大している。複数の太陽電池ストリングが設置される太陽光発電システムにおいて、パワーコンディショナを使用する場合、パワーコンディショナの前段に、複数の太陽電池ストリングで発電された直流電流を統合するための接続箱が設置されることがある。 As renewable energy sources are gaining attention, the use of solar power generation systems is expanding. When a power conditioner is used in a solar power generation system in which multiple solar cell strings are installed, a junction box is sometimes installed in front of the power conditioner to combine the direct current generated by the multiple solar cell strings.
屋根の形状などにより、複数の太陽電池ストリングのそれぞれを構成する太陽電池モジュールの枚数を統一できない場合がある。その場合、パワーコンディショナの前段に昇圧機能付接続箱が設置される。昇圧機能付接続箱は、太陽電池モジュールの直列数が少ない太陽電池ストリングの電圧を、標準の太陽電池ストリングの電圧まで昇圧して各太陽電池ストリングの直流電流を統合する機能を有する（例えば、特許文献１、２参照）。
Due to factors such as the shape of the roof, it may not be possible to standardize the number of solar cell modules that make up each of the multiple solar cell strings. In such cases, a junction box with a boost function is installed in front of the power conditioner. The junction box with a boost function has the function of boosting the voltage of a solar cell string with a small number of solar cell modules connected in series to the voltage of a standard solar cell string and integrating the direct current of each solar cell string (see, for example,
昇圧機能付接続箱の後段のパワーコンディショナが出力制御（出力抑制ともいう）する場合、パワーコンディショナは入力電圧を上昇させることで、パワーコンディショナに入力される電力を抑制する。パワーコンディショナの入力電圧の上昇に伴い、標準の第１太陽電池ストリングからの出力電力が抑制される。一方、昇圧機能付接続箱内の昇圧回路は、第１太陽電池ストリングより直列数が少ない第２太陽電池ストリングからの出力電圧を、パワーコンディショナの入力電圧に合わせて昇圧して、第２太陽電池ストリングの出力電力をパワーコンディショナに押し込もうとする。 When a power conditioner downstream of a junction box with boost function controls output (also known as output suppression), the power conditioner suppresses the power input to the power conditioner by increasing the input voltage. As the input voltage of the power conditioner increases, the output power from the standard first solar cell string is suppressed. Meanwhile, the boost circuit in the junction box with boost function boosts the output voltage from the second solar cell string, which has a smaller number of series connections than the first solar cell string, to match the input voltage of the power conditioner, and attempts to force the output power of the second solar cell string into the power conditioner.
第１太陽電池ストリングの出力電圧が開放電圧まで上昇した時点で、第１太陽電池ストリングの出力は途絶える。この時点で、パワーコンディショナへの入力電力は、昇圧回路で昇圧された第２太陽電池ストリングの出力電力のみとなる。昇圧回路は、第２太陽電池ストリングから最大電力が出力されるように昇圧動作を継続する。 When the output voltage of the first solar cell string rises to the open circuit voltage, the output of the first solar cell string is cut off. At this point, the input power to the power conditioner is only the output power of the second solar cell string, boosted by the boost circuit. The boost circuit continues the boost operation so that maximum power is output from the second solar cell string.
パワーコンディショナは、第２太陽電池ストリングからの入力電力を抑制するために、入力電圧をさらに上昇させる。パワーコンディショナの入力電圧の上昇にともない、昇圧回路の出力電圧がリミッタ値まで上昇すると昇圧回路が停止し、パワーコンディショナの入力電力が途絶え、パワーコンディショナも停止する。 The power conditioner further increases the input voltage to suppress the input power from the second solar cell string. When the output voltage of the boost circuit rises to the limiter value as the input voltage of the power conditioner increases, the boost circuit stops, the input power of the power conditioner is cut off, and the power conditioner also stops.
本開示はこうした状況に鑑みなされたものであり、その目的は、後段に接続されている電力変換装置の出力制御に合わせて、適切に出力電力を調整できる昇圧接続回路、電力変換システムを提供することにある。 This disclosure has been made in light of these circumstances, and its purpose is to provide a boost connection circuit and power conversion system that can appropriately adjust the output power in accordance with the output control of the power conversion device connected in the downstream stage.
上記課題を解決するために、本開示のある態様の昇圧接続回路は、第１の直流電源より開放電圧が低い第２の直流電源から出力される直流電力の電圧を昇圧可能な昇圧回路と、前記昇圧回路の出力配線と、前記第１の直流電源の出力配線が合流した合流出力配線と、前記昇圧回路を制御する制御部と、を備える。前記合流出力配線は、本昇圧接続回路から供給される直流電力を交流電力に変換して電力系統へ出力する電力変換装置に接続され、前記制御部は、本昇圧接続回路または前記第１の直流電源から前記電力変換装置への出力をもとに、前記電力変換装置が出力制御中であるか否かを推定する。 In order to solve the above problem, a boost connection circuit according to one embodiment of the present disclosure includes a boost circuit capable of boosting the voltage of DC power output from a second DC power source having a lower open circuit voltage than a first DC power source, an output wiring of the boost circuit, a junction output wiring in which the output wiring of the first DC power source is joined, and a control unit that controls the boost circuit. The junction output wiring is connected to a power conversion device that converts the DC power supplied from the boost connection circuit into AC power and outputs it to a power grid, and the control unit estimates whether the power conversion device is under output control based on the output from the boost connection circuit or the first DC power source to the power conversion device.
本開示によれば、後段に接続されている電力変換装置の出力制御に合わせて、適切に出力電力を調整できる昇圧接続回路を実現することができる。 According to the present disclosure, it is possible to realize a boost connection circuit that can appropriately adjust the output power in accordance with the output control of the power conversion device connected in the downstream stage.
図１は、実施の形態に係る太陽光発電システムの構成例を示す図である。図１に示す太陽光発電システムは、複数の太陽電池ストリングＰＶ１、ＰＶ２と電力変換システム１を備える。電力変換システム１は、昇圧機能付接続箱（以下適宜、昇圧接続箱または単に昇圧機と呼ぶ)１０と電力変換装置２０を備える。
Figure 1 is a diagram showing an example of the configuration of a solar power generation system according to an embodiment. The solar power generation system shown in Figure 1 includes multiple solar cell strings PV1 and PV2 and a
第１太陽電池ストリングＰＶ１は、直列接続された複数の太陽電池モジュール（太陽光パネル）を含む。第２太陽電池ストリングＰＶ２は、第１太陽電池ストリングＰＶ１より直列数が少ない太陽電池モジュールを含む。例えば、第１太陽電池ストリングＰＶ１は５枚の太陽電池モジュールを含み、第２太陽電池ストリングＰＶ２は３枚の太陽電池モジュールを含んでいてもよい。 The first solar cell string PV1 includes a plurality of solar cell modules (solar panels) connected in series. The second solar cell string PV2 includes solar cell modules with a smaller number of series connections than the first solar cell string PV1. For example, the first solar cell string PV1 may include five solar cell modules, and the second solar cell string PV2 may include three solar cell modules.
各太陽電池モジュールは、直列接続された複数の太陽電池セルを含む。太陽電池セルは、光起電力効果を利用し、光エネルギーを直接、直流電力に変換することができる。太陽電池セルとして、ヘテロ接合太陽電池、多結晶シリコン太陽電池、単結晶シリコン太陽電池、薄膜シリコン太陽電池、化合物系太陽電池などを使用することができる。 Each solar cell module includes multiple solar cells connected in series. The solar cells can convert light energy directly into DC power using the photovoltaic effect. The solar cells can be heterojunction solar cells, polycrystalline silicon solar cells, single crystal silicon solar cells, thin film silicon solar cells, compound solar cells, etc.
昇圧接続箱１０は、昇圧回路１１、制御部１２、操作部１３、第１入力端子ＩＮ１、第２入力端子ＩＮ２、第１開閉器ＲＹ１、第２開閉器ＲＹ２、逆流防止ダイオードＤ１、出力端子ＯＵＴ、入力電圧センサＶ１、入力電流センサＡ１、出力電圧センサＶ２および出力電流センサＡ２を含む。
The
第２太陽電池ストリングＰＶ２は第１太陽電池ストリングＰＶ１より直列数が少ないため、第１太陽電池ストリングＰＶ１より開放電圧が低い。第１太陽電池ストリングＰＶ１は第１入力端子ＩＮ１に接続され、第１入力端子ＩＮ１に入力された電力が、出力配線Ｗ１に供給される。出力配線Ｗ１には、第１開閉器ＲＹ１と逆流防止ダイオードＤ１が接続される。第２太陽電池ストリングＰＶ２は第２入力端子ＩＮ２に接続され、第２入力端子ＩＮ２に入力された電力が、第２開閉器ＲＹ２を介して出力配線Ｗ２に供給され、さらに昇圧回路１１に接続される。
The second solar cell string PV2 has a lower open circuit voltage than the first solar cell string PV1 because it has a smaller number of series connections than the first solar cell string PV1. The first solar cell string PV1 is connected to the first input terminal IN1, and the power input to the first input terminal IN1 is supplied to the output wiring W1. The first switch RY1 and the backflow prevention diode D1 are connected to the output wiring W1. The second solar cell string PV2 is connected to the second input terminal IN2, and the power input to the second input terminal IN2 is supplied to the output wiring W2 via the second switch RY2, and is further connected to the
第１太陽電池ストリングＰＶ１の出力配線Ｗ１と、昇圧回路１１の出力配線Ｗｂは端子台（不図示）で合流され、端子台と電力変換装置２０の入力端子との間が合流出力配線Ｗｍで接続される。以下、本明細書では第１太陽電池ストリングＰＶ１と端子台との間の回路を標準回路系、第２太陽電池ストリングＰＶ２と端子台との間の回路を昇圧回路系と呼ぶ。
The output wiring W1 of the first solar cell string PV1 and the output wiring Wb of the
昇圧回路１１は、第２太陽電池ストリングＰＶ２から出力される直流電力の電圧を昇圧可能なＤＣ／ＤＣコンバータである。昇圧回路１１は、第２太陽電池ストリングＰＶ２の出力電圧を標準回路系の電圧まで昇圧させることにより、第１太陽電池ストリングＰＶ１の出力電力と第２太陽電池ストリングＰＶ２の出力電力を統合して、出力端子ＯＵＴを介して電力変換装置２０に供給することができる。
The
入力電圧センサＶ１は、第２太陽電池ストリングＰＶ２の出力配線Ｗ２の電圧を検出して制御部１２に出力する。入力電流センサＡ１は、第２太陽電池ストリングＰＶ２の出力配線Ｗ２に流れる電流を検出して制御部１２に出力する。合流配線電圧センサＶ５は、合流出力配線Ｗｍの電圧を検出して制御部１２に出力する。
The input voltage sensor V1 detects the voltage of the output wiring W2 of the second solar cell string PV2 and outputs it to the
入力電圧センサＶ１、合流配線電圧センサＶ５は例えば、分圧抵抗と差動増幅器を含んで構成される。入力電流センサＡ１は例えば、ＣＴセンサやホールセンサを含んで構成される。 The input voltage sensor V1 and the junction wiring voltage sensor V5 are configured, for example, to include a voltage dividing resistor and a differential amplifier. The input current sensor A1 is configured, for example, to include a CT sensor or a Hall sensor.
制御部１２は、各センサから入力される電圧、電流をもとに昇圧回路１１の昇圧動作を制御して、入力電圧センサＶ１で検出される電圧および入力電流センサＡ１で検出される電流を制御することで、第２太陽電池ストリングＰＶ２の発電電力を最適化することができる（詳細は後述する）。
The
制御部１２は、ハードウェア資源とソフトウェア資源の協働、またはハードウェア資源のみにより実現できる。ハードウェア資源としてアナログ素子、マイクロコントローラ、ＤＳＰ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＡＳＩＣ、ＦＰＧＡ、その他のＬＳＩを利用できる。ソフトウェア資源として、ファームウェアなどのプログラムを利用できる。
The
図２は、昇圧回路１１の回路構成例を示す図である。図２に示す昇圧回路１１は、入力コンデンサＣ１、リアクトルＬ１、ダイオードＤ２、スイッチング素子Ｓ１および出力コンデンサＣ２を含む昇圧チョッパである。
Figure 2 is a diagram showing an example of the circuit configuration of the
第２太陽電池ストリングＰＶ２の出力配線Ｗ２のプラス配線とマイナス配線間に、入力電圧センサＶ１と平滑用の入力コンデンサＣ１が接続される。第２太陽電池ストリングＰＶ２の出力配線Ｗ２のプラス配線にリアクトルＬ１が挿入される。第２太陽電池ストリングＰＶ２の出力配線Ｗ２のマイナス配線上に入力電流センサＡ１が設置される。なお、プラス配線上に設置されてもよい。 An input voltage sensor V1 and a smoothing input capacitor C1 are connected between the positive and negative wiring of the output wiring W2 of the second solar cell string PV2. A reactor L1 is inserted in the positive wiring of the output wiring W2 of the second solar cell string PV2. An input current sensor A1 is installed on the negative wiring of the output wiring W2 of the second solar cell string PV2. It may also be installed on the positive wiring.
昇圧回路１１の出力配線Ｗｂのプラス配線とマイナス配線間に、スイッチング素子Ｓ１と平滑用の出力コンデンサＣ２が接続される。昇圧回路１１のスイッチング素子Ｓ１と出力コンデンサＣ２間のプラス配線にダイオードＤ２が直列に接続される。スイッチング素子Ｓ１とダイオードＤ２間のノードにリアクトルＬ１が接続される。ダイオードＤ２は、昇圧回路１１の出力側からの電流の逆流を防止する。
A switching element S1 and a smoothing output capacitor C2 are connected between the positive and negative wiring of the output wiring Wb of the
スイッチング素子Ｓ１には、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）やＭＯＳＦＥＴ（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor)を使用することができる。リアクトルＬ１は、スイッチング素子Ｓ１のオン／オフに応じて、第２太陽電池ストリングＰＶ２からの出力電流に基づくエネルギーの蓄積および放出を行う。 The switching element S1 can be an insulated gate bipolar transistor (IGBT) or a metal-oxide-semiconductor field-effect transistor (MOSFET). The reactor L1 stores and releases energy based on the output current from the second solar cell string PV2 depending on whether the switching element S1 is on or off.
制御部１２は、スイッチング素子Ｓ１のオン／オフの比率（デューティ比）を制御することにより、昇圧比を制御することができる。制御部１２は第２太陽電池ストリングＰＶ２の出力電力（発電電力）が最大になるように昇圧回路１１をＭＰＰＴ（Maximum Power Point Tracking）制御することができる。
The
図３は、太陽電池モジュールの電力－電圧特性（Ｐ－Ｖ曲線）を示す図である。太陽電池モジュールの開放電圧Ｖｏｃと、最大出力電力Ｐｍａｘで動作する最大出力動作電圧Ｖｐｍとの間の電圧範囲では、動作電圧Ｖを低下させるほど出力電力Ｐが増加する。最大出力動作電圧Ｖｐｍより下側の電圧範囲では、動作電圧Ｖを低下させるほど出力電力Ｐが低下する。ＭＰＰＴ制御では、最大出力電力Ｐｍａｘが維持されるように動作電圧Ｖが制御される。 Figure 3 shows the power-voltage characteristics (P-V curve) of a solar cell module. In the voltage range between the open circuit voltage Voc of the solar cell module and the maximum output operating voltage Vpm at which the module operates at the maximum output power Pmax, the output power P increases as the operating voltage V is lowered. In the voltage range below the maximum output operating voltage Vpm, the output power P decreases as the operating voltage V is lowered. In MPPT control, the operating voltage V is controlled so that the maximum output power Pmax is maintained.
制御部１２は、入力電圧センサＶ１で検出された第２太陽電池ストリングＰＶ２の出力電圧と、入力電流センサＡ１で検出された第２太陽電池ストリングＰＶ２の出力電流をもとに、第２太陽電池ストリングＰＶ２の出力電力を検出する。制御部１２は、第２太陽電池ストリングＰＶ２の出力電圧と出力電力の関係をもとに、第２太陽電池ストリングＰＶ２の出力電力を最大にするための電圧指令値を生成する。
The
制御部１２は例えば、山登り法にしたがい動作電圧Ｖを所定のステップ幅で変化させて最大出力電力Ｐｍａｘの動作点を探索する。例えば、図３の最大出力電力Ｐｍａｘの動作点の左側では、現在の動作電圧Ｖを右側にシフトさせるための電圧指令値を生成し、最大出力電力Ｐｍａｘの動作点の右側では、現在の動作電圧Ｖを左側にシフトさせるための電圧指令値を生成する。制御部１２は、最大出力電力Ｐｍａｘの動作点を捉えると最大出力電力Ｐｍａｘの動作点を維持するように電圧指令値を生成する。昇圧回路１１のスイッチング素子Ｓ１は、生成された電圧指令値に基づく駆動信号に応じてスイッチング動作する。
The
図１に戻る。電力変換装置２０は、太陽光発電システムにおいて直流電力を交流電力に変換するパワーコンディショナである。電力変換装置２０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１、インバータ２２および制御部２３を備える。
Returning to FIG. 1, the
ＤＣ／ＤＣコンバータ２１は、昇圧接続箱１０により統合された直流電力の電圧を調整可能なコンバータである。ＤＣ／ＤＣコンバータ２１には例えば、図２に示したような昇圧チョッパを使用することができ、このＤＣ／ＤＣコンバータ２１はインバータ２２に接続される。
The DC/
インバータ２２は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１から供給される直流電力を交流電力に変換して、変換した交流電力を、分電盤（不図示）を介して商用電力系統（以下、系統と呼ぶ）２に出力することができる。なお、分電盤には宅内の負荷（不図示）が接続されており、インバータ２２は変換した交流電力を、分電盤を介して負荷にも供給することができる。
The
制御部２３は電力変換装置２０全体を統括的に制御する。制御部２３は、ハードウェア資源とソフトウェア資源の協働、またはハードウェア資源のみにより実現できる。ハードウェア資源としてアナログ素子、マイクロコントローラ、ＤＳＰ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＡＳＩＣ、ＦＰＧＡ、その他のＬＳＩを利用できる。ソフトウェア資源として、ファームウェアなどのプログラムを利用できる。
The
制御部２３は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１の入力電圧が目標値より低い場合にインバータ２２の入力電圧が目標値となるように昇圧するとともに、第１太陽電池ストリングＰＶ１と第２太陽電池ストリングＰＶ２の統合された入力電力が最大になるようＤＣ／ＤＣコンバータ２１をＭＰＰＴ制御する。制御部２３は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１とインバータ２２間の電圧が目標値を維持するようにインバータ２２を制御する。具体的には制御部２３は、インバータ２２の入力電圧を目標値に一致させるための電流指令値を生成する。制御部２３は、インバータ２２の入力電圧が目標値より高い場合はインバータ２２の出力電力を増加させるための電流指令値を生成し、インバータ２２の入力電圧が目標値より低い場合はインバータ２２の出力電力を低下させるための電流指令値を生成する。インバータ２２は、生成された電流指令値に基づく駆動信号に応じてスイッチング動作する。
When the input voltage of the DC/
日本では、２０１５年１月の再生エネルギー特別措置法の改正により、一定量を超えて系統連系する再生可能エネルギー発電設備には、電力会社からの出力制御の要請に無制限・無補償で応じる義務があることが規定された。再生エネルギーの固定価格買取制度の拡大に伴い、系統連系される再生可能エネルギー発電設備が増えており、系統２の需給バランスが従来より崩れやすくなっている。系統２への電力供給が電力需要を上回ると、系統２の電圧・周波数が上昇し、系統２への電力供給が電力需要を下回ると、系統２の電圧・周波数が低下する。送配電事業者は、系統２の電圧・周波数を所定の範囲に収めるために、出力制御を利用することができる。
In Japan, the Renewable Energy Special Measures Act was amended in January 2015 to require that renewable energy power generation facilities that are connected to the grid over a certain amount are obligated to comply with power company requests for output control without limit and without compensation. With the expansion of the feed-in tariff system for renewable energy, the number of renewable energy power generation facilities connected to the grid is increasing, making the supply and demand balance of
送配電事業者の管理サーバ（不図示）は、天気予報、負荷予測などをもとに系統２の電力需給を予測し、出力制御が必要か否かを判定する。出力制御が必要な場合、送配電事業者の管理サーバは、出力制御のスケジュールと出力上限値を決定する。スケジュールは例えば、３０分単位で規定される。出力上限値は例えば、発電設備の定格出力電力に対する割合［％］で規定され、１％単位で指定される。電力変換装置２０は、ネットワーク（例えば、インターネット）を介して送配電事業者の管理サーバから出力制御指令を受信する。
The management server (not shown) of the electricity transmission and distribution company predicts the power supply and demand of
電力変換装置２０の制御部２３は、出力制御指令の対象時間帯の開始時刻になると、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１の出力電力を所定の出力変化速度（傾きＳｓ）で低下させる。出力変化速度は、単位時間あたりの抑制量［Ｗ／ｓ］で規定され、例えば、１分あたり定格出力の１０～２０％で低下する速度に設定される。
When the start time of the time period targeted by the output control command arrives, the
また制御部２３は、出力制御指令の対象時間帯の終了時刻になると、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１の出力電力を、所定の出力変化速度（傾きＳｅ）で上昇させる。出力変化速度は、単位時間あたりの抑制解除量［Ｗ／ｓ］で規定され、例えば、１分あたり定格出力の１０～２０％で上昇する速度に設定される。
When the time period targeted by the output control command ends, the
図４は、電力変換装置２０の出力制御時の出力電力の推移例を示す図である。図４に示す例では、入力電力が５．５［ｋＷ］であって定格出力＝５．５［ｋＷ］の電力変換装置２０が、出力上限値＝５０％の出力制御指令を受けた例を示している。
Figure 4 is a diagram showing an example of the transition of output power during output control of the
出力制御指令の対象時間帯の開始時刻になると、制御部２３は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１のＭＰＰＴ制御を停止し、所定の出力変化速度（傾きＳｓ）でＤＣ／ＤＣコンバータ２１の出力電力が２．７５［ｋＷ］まで低下するようにＤＣ／ＤＣコンバータ２１をデューティ制御する。ＤＣ／ＤＣコンバータ２１の入力電力に対してＤＣ／ＤＣコンバータ２１の出力電力が低下するため、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１の入力電圧が上昇する。これにより、標準回路系の第１太陽電池ストリングＰＶ１の出力電圧が、最大出力動作電圧Ｖｐｍから右側にシフトされ、第１太陽電池ストリングＰＶ１の出力電力が低下する（図３参照）。昇圧回路系の第２太陽電池ストリングＰＶ２の出力電力の挙動については後述する。
When the start time of the target time period of the output control command arrives, the
出力制御指令の対象時間帯の終了時刻になると、制御部２３は、所定の出力変化速度（傾きＳｅ）でＤＣ／ＤＣコンバータ２１の出力電力が５．５［ｋＷ］まで上昇するようにＤＣ／ＤＣコンバータ２１をデューティ制御する。ＤＣ／ＤＣコンバータ２１の入力電力に対してＤＣ／ＤＣコンバータ２１の出力電力が上昇するため、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１の入力電圧が低下する。これにより、標準回路系の第１太陽電池ストリングＰＶ１の出力電圧が、最大出力動作電圧Ｖｐｍに向かって左側にシフトされ、第１太陽電池ストリングＰＶ１の出力電力が上昇する（図３参照）。ＤＣ／ＤＣコンバータ２１の出力電力が目標値の５．５［ｋＷ］に到達すると、制御部２３は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１のＭＰＰＴ制御を再開する。
When the time period targeted by the output control command ends, the
なお図４には、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１の出力電力を線形に変化させるための電力指令値が生成される例が示されているが、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１の出力電力がステップ状に変化させるための電力指令値が生成されてもよい。
Note that while FIG. 4 shows an example in which a power command value is generated for linearly changing the output power of the DC/
図５は、電力変換装置２０の出力制御時の昇圧接続箱１０の出力電力の推移例を示す図である。標準回路系の第１太陽電池ストリングＰＶ１より昇圧回路系の第２太陽電池ストリングＰＶ２のほうが太陽電池モジュールの直列数が少ないため、定常時には、標準回路系の第１太陽電池ストリングＰＶ１の出力電力のほうが大きくなる。
Figure 5 is a diagram showing an example of the transition of the output power of the
電力変換装置２０で出力制御が開始されると、電力変換装置２０の入力電圧（≒第１太陽電池ストリングＰＶ１の出力電圧）が上昇し、第１太陽電池ストリングＰＶ１の出力電力が低下する。電力変換装置２０の入力電圧が上昇すると、昇圧接続箱１０の制御部１２は昇圧回路１１をＭＰＰＴ制御しているため、電力変換装置２０に電流を流し続けるために、昇圧回路１１の出力電圧を電力変換装置２０の入力電圧より高く維持しようと昇圧回路１１の昇圧比を上昇させる。制御部１２は、電流が流れた状態で昇圧回路１１から電力変換装置２０に最大電力が出力されるように昇圧回路１１をＭＰＰＴ制御するため、第２太陽電池ストリングＰＶ２から電力変換装置２０への出力電力は低下せずに維持される。昇圧回路１１の出力電圧の上昇に対応して、電力変換装置２０へ流れる出力電流が低下していく。
When the
電力変換装置２０の入力電圧が上昇し、第１太陽電池ストリングＰＶ１の開放電圧Ｖｏｃに到達すると、第１太陽電池ストリングＰＶ１の出力が停止する。電力変換装置２０の入力電圧の上昇にともない昇圧回路１１の出力電圧がリミッタ値まで上昇すると、昇圧回路１１が過電圧停止し、第２太陽電池ストリングＰＶ２から電力変換装置２０への出力も停止する。これにより、電力変換装置２０への入力が途絶え、電力変換装置２０も一旦停止する。その後、電力変換装置２０は動作を再開し、第１太陽電池ストリングＰＶ１から電力変換装置２０への出力が再開する。昇圧回路１１は、電力変換装置２０の動作再開に対して遅れて動作を再開する。
When the input voltage of the
電力変換装置２０の入力電圧が上昇し、第１太陽電池ストリングＰＶ１の開放電圧Ｖｏｃに到達すると、第１太陽電池ストリングＰＶ１の出力が再度停止する。昇圧回路１１の出力電圧がＭＰＰＴ制御によりリミッタ値まで上昇すると、昇圧回路１１が過電圧停止し、第２太陽電池ストリングＰＶ２から電力変換装置２０への出力も再度停止し、電力変換装置２０も再度停止する。以上のプロセスが繰り返されると、電力変換装置２０からの出力電力が安定しない状態が発生し、所定回数（例えば、８回）停止すると、電力変換装置２０の電源のリセットが必要になる場合がある。
When the input voltage of the
本実施の形態では、昇圧接続箱１０が電力変換装置２０が出力制御中であるか否かを推定する機能を搭載することにより、電力変換装置２０の出力制御中の昇圧接続箱１０の出力電力を適切に制御する。
In this embodiment, the
図６は、実施例１に係る太陽光発電システムの構成例を示す図である。実施例１に係る太陽光発電システムは、電力変換装置２０が出力制御中であるか否かを電圧から推定する電圧方式のシステムである。図６に示す実施例１に係る太陽光発電システムは、図１に示した実施の形態に係る太陽光発電システムの基本構成に、標準回路電圧センサＶ３が追加された構成である。標準回路電圧センサＶ３は、第１太陽電池ストリングＰＶ１の出力配線Ｗ１の電圧を検出して制御部１２に出力する。標準回路電圧センサＶ３は、第１太陽電池ストリングＰＶ１の出力配線Ｗ１の逆流防止ダイオードＤ１より第１太陽電池ストリングＰＶ１側に接続される。
Figure 6 is a diagram showing an example of the configuration of a solar power generation system according to Example 1. The solar power generation system according to Example 1 is a voltage-based system that estimates from the voltage whether the
制御部１２は、標準回路電圧センサＶ３で検出された電圧（以下、標準回路入力電圧という）が、合流配線電圧センサＶ５で検出された電圧（以下、昇圧接続箱１０の出力電圧という）より低い場合、第１太陽電池ストリングＰＶ１から電力変換装置２０への出力が停止していると推定できるため、電力変換装置２０が出力制御中であると判定する。制御部１２は、電力変換装置２０が出力制御中であると判定すると、昇圧回路１１のＭＰＰＴ制御を停止させ、昇圧回路１１の抑制制御を開始する。
When the voltage detected by the standard circuit voltage sensor V3 (hereinafter referred to as the standard circuit input voltage) is lower than the voltage detected by the junction wiring voltage sensor V5 (hereinafter referred to as the output voltage of the boost connection box 10), the
制御部１２は、昇圧接続箱１０の出力電圧が、標準回路入力電圧（第１太陽電池ストリングＰＶ１の出力停止時はＶｏｃに制御されている）と一致するように、または標準回路入力電圧より所定値低い電圧（Ｖｏｃ－α）まで低下するように昇圧回路１１を制御する。具体的には、制御部１２は、昇圧回路１１の動作電圧を上昇させて、昇圧回路１１の出力電力・出力電圧を低下させる。
The
制御部１２は、標準回路入力電圧が、昇圧回路１１の抑制開始時の電圧より所定値低下した場合（例えば、抑制開始時の電圧×９５％の値まで低下した場合）、電力変換装置２０の出力制御が解除されたと判定し、昇圧回路１１のＭＰＰＴ制御を再開させる。
When the standard circuit input voltage drops by a predetermined value below the voltage at which the
図７は、実施例１に係る太陽光発電システムにおける、電力変換装置２０の出力制御時の、昇圧接続箱１０内の電圧と電力の推移例を示す図である。図７に示す例は、昇圧接続箱１０の最大出力電力が５．５［ｋＷ］、標準回路の最大出力電力が３．５［ｋＷ］、昇圧回路１１の最大出力電力が２．０［ｋＷ］であり、電力変換装置２０が１．５［ｋＷ］の出力制御指令を受けた例を示している。
Figure 7 is a diagram showing an example of the transition of voltage and power in the
時刻ｔ０において、電力変換装置２０と昇圧接続箱１０が運転を開始する。電力変換装置２０の制御部２３がＤＣ／ＤＣコンバータ２１をＭＰＰＴ制御することにより、標準回路の出力電力が増加する。これに伴い標準回路入力電圧が低下する。昇圧接続箱１０の制御部１２が昇圧回路１１をＭＰＰＴ制御することにより、昇圧回路１１の出力電力が増加する。通常運転時は、標準回路入力電圧と昇圧接続箱１０の出力電圧は、一致した状態で推移する。
At time t0, the
時刻ｔ１において、標準回路入力電圧が第１太陽電池ストリングＰＶ１の最大出力動作電圧Ｖｐｍまで低下すると、標準回路入力電力（第１太陽電池ストリングＰＶ１の出力電力）が最大となる。入力電圧センサＶ１で検出される昇圧回路１１の入力電圧（以下、昇圧回路入力電圧という）が第２太陽電池ストリングＰＶ２の最大出力動作電圧Ｖｐｍまで低下すると、昇圧回路入力電力（第２太陽電池ストリングＰＶ２の出力電力）が最大となる。このとき、昇圧接続箱１０の出力電力が最大となる。
At time t1, when the standard circuit input voltage drops to the maximum output operating voltage Vpm of the first solar cell string PV1, the standard circuit input power (output power of the first solar cell string PV1) becomes maximum. When the input voltage of the
時刻ｔ２において、電力変換装置２０が出力制御指令を受けると、制御部２３は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１のＭＰＰＴ制御を停止させ、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１の抑制制御を開始する。制御部２３は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１の動作電圧を上昇させて、電力変換装置２０の入力電力を、目標値（１．５［ｋＷ］）に向けて低下させる。この時点では、昇圧接続箱１０は電力変換装置２０が出力制御中であることを認識していないため、昇圧回路１１の出力電力は、最大出力電力（２．０［ｋＷ］）を維持する。電力変換装置２０の抑制制御により、標準回路入力電圧と昇圧接続箱１０の出力電圧は上昇する。
At time t2, when the
時刻ｔ３において、標準回路入力電圧が第１太陽電池ストリングＰＶ１の開放電圧Ｖｏｃに到達し、標準回路入力電力（第１太陽電池ストリングＰＶ１の出力電力）がゼロになり、電力変換装置２０の入力電力が２．０［ｋＷ］（＝昇圧回路１１の最大出力電力）になる。電力変換装置２０は、入力電力を目標値（１．５［ｋＷ］）まで低下させる必要があるので、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１の動作電圧をさらに上昇させる。これに追従して、昇圧接続箱１０の制御部１２は昇圧回路１１の昇圧比を上げて、昇圧回路１１の出力電圧を上昇させようと制御する。
At time t3, the standard circuit input voltage reaches the open circuit voltage Voc of the first solar cell string PV1, the standard circuit input power (output power of the first solar cell string PV1) becomes zero, and the input power of the
標準回路入力電圧は第１太陽電池ストリングＰＶ１の開放電圧Ｖｏｃ以上には上昇しないため、昇圧回路１１の出力電圧のほうが標準回路入力電圧より高くなる。標準回路入力電圧より昇圧回路１１の出力電圧が高くなると、昇圧接続箱１０の制御部１２は、電力変換装置２０が出力制御中であると判定する。制御部１２は、電力変換装置２０が出力制御中であると判定すると、昇圧回路１１のＭＰＰＴ制御を停止させ、昇圧回路１１の抑制制御を開始する。
Because the standard circuit input voltage does not rise above the open circuit voltage Voc of the first solar cell string PV1, the output voltage of the
制御部１２は、昇圧接続箱１０の出力電圧が標準回路入力電圧より所定値低い電圧（Ｖｏｃ－α）まで低下するように昇圧回路１１を制御する。具体的には、制御部１２は、昇圧回路１１の動作電圧を上昇させて、昇圧回路１１の出力電力・出力電圧を低下させる。昇圧接続箱１０の出力電圧を標準回路入力電圧より低下させれば、第１太陽電池ストリングＰＶ１から、より確実に電流を引き出すことができる。
The
時刻ｔ４において、電力変換装置２０の入力電力が目標値の１．５［ｋＷ］に到達すると、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１の動作電圧の上昇が停止し、昇圧接続箱１０の出力電力が一定になる。昇圧回路１１の出力電力の低下に伴い、標準回路入力電力（第１太陽電池ストリングＰＶ１の出力電力）がゼロから増加する。時刻ｔ５以降において、第１太陽電池ストリングＰＶ１の出力電力と昇圧回路１１の出力電力が一定の比率で推移する。
At time t4, when the input power of the
図８は、実施例１の変形例に係る太陽光発電システムの構成例を示す図である。図８に示す実施例１の変形例に係る太陽光発電システムでは、図６に示した実施例１に係る太陽光発電システムの合流配線電圧センサＶ５の代わりに、昇圧回路出力電圧センサＶ２を用いる。昇圧回路出力電圧センサＶ２は、昇圧回路１１の出力配線Ｗｂの電圧を検出して制御部１２に出力する。
Figure 8 is a diagram showing an example of the configuration of a solar power generation system according to a modified example of Example 1. In the solar power generation system according to the modified example of Example 1 shown in Figure 8, a boost circuit output voltage sensor V2 is used instead of the junction wiring voltage sensor V5 of the solar power generation system according to Example 1 shown in Figure 6. The boost circuit output voltage sensor V2 detects the voltage of the output wiring Wb of the
制御部１２は、標準回路電圧センサＶ３で検出された電圧が、昇圧回路出力電圧センサＶ２で検出された電圧より低い場合、第１太陽電池ストリングＰＶ１から電力変換装置２０への出力が停止していると推定できるため、電力変換装置２０が出力制御中であると判定する。出力制御中であると判定した後の制御は、上述した電圧方式の制御方法と同様である。
When the voltage detected by the standard circuit voltage sensor V3 is lower than the voltage detected by the boost circuit output voltage sensor V2, the
図９は、実施例２に係る太陽光発電システムの構成例を示す図である。実施例２に係る太陽光発電システムは、電力変換装置２０が出力制御中であるか否かを電流から推定する電流方式のシステムである。図９に示す実施例２に係る太陽光発電システムは、図１に示した実施の形態に係る太陽光発電システムの基本構成に、標準回路電流センサＡ３が追加された構成である。標準回路電流センサＡ３は、第１太陽電池ストリングＰＶ１の出力配線Ｗ１に流れる電流を検出して制御部１２に出力する。標準回路電流センサＡ３は、第１太陽電池ストリングＰＶ１の出力配線Ｗ１の逆流防止ダイオードＤ１より合流出力配線Ｗｍ側に接続される。
Figure 9 is a diagram showing an example of the configuration of a solar power generation system according to Example 2. The solar power generation system according to Example 2 is a current-based system that estimates from the current whether the
制御部１２は、標準回路電流センサＡ３で検出された電流（以下、標準回路電流という）がゼロで、かつ入力電流センサＡ１で検出された電流（以下、昇圧回路入力電流という）が正の値（ゼロより大きい）の場合、電力変換装置２０が出力制御中であると判定する。制御部１２は、電力変換装置２０が出力制御中であると判定すると、昇圧回路１１のＭＰＰＴ制御を停止させ、昇圧回路１１の抑制制御を開始する。
When the current detected by the standard circuit current sensor A3 (hereinafter referred to as the standard circuit current) is zero and the current detected by the input current sensor A1 (hereinafter referred to as the boost circuit input current) is a positive value (greater than zero), the
なお、制御部１２は、標準回路電流がゼロで、かつ昇圧回路入力電流もゼロの場合、電力変換装置２０が停止していると判定し、昇圧回路１１の動作を停止させる。
When the standard circuit current is zero and the boost circuit input current is also zero, the
制御部１２は、標準回路電流と昇圧回路入力電流の比率が所定の比率になるまで、昇圧回路１１の動作電圧を上昇させて、昇圧回路１１の出力電力・出力電流を低下させる。
The
制御部１２は、標準回路電流が予め設定された期間、連続的に上昇した場合、電力変換装置２０の出力制御が解除されたと判定し、昇圧回路１１のＭＰＰＴ制御を再開させる。
When the standard circuit current increases continuously for a preset period of time, the
図１０は、実施例２に係る太陽光発電システムにおける、電力変換装置２０の出力制御時の、昇圧接続箱１０内の電流と電力の推移例を示す図である。図１０に示す例は、昇圧接続箱１０の最大出力電力が５．５［ｋＷ］、標準回路の最大出力電力が３．５［ｋＷ］、昇圧回路１１の最大出力電力が２．０［ｋＷ］であり、電力変換装置２０が１．５［ｋＷ］の出力制御指令を受けた例を示している。
Figure 10 is a diagram showing an example of the transition of current and power in the
時刻ｔ０において、電力変換装置２０と昇圧接続箱１０が運転を開始する。電力変換装置２０の制御部２３がＤＣ／ＤＣコンバータ２１をＭＰＰＴ制御することにより、標準回路の出力電力が増加する。これに伴い標準回路入力電圧が低下する。昇圧接続箱１０の制御部１２が昇圧回路１１をＭＰＰＴ制御することにより、昇圧回路の出力電力が増加する。通常運転時は、標準回路入力電圧と昇圧接続箱１０の出力電圧は、一致した状態で推移し、標準回路電流と昇圧回路入力電流はいずれも正の値を維持する。
At time t0, the
時刻ｔ１において、標準回路入力電圧が第１太陽電池ストリングＰＶ１の最大出力動作電圧Ｖｐｍまで低下すると、標準回路電流が第１太陽電池ストリングＰＶ１の最大出力動作電流Ｉｐｍとなり、標準回路入力電力（第１太陽電池ストリングＰＶ１の出力電力）が最大となる。昇圧回路入力電圧が第２太陽電池ストリングＰＶ２の最大出力動作電圧Ｖｐｍまで低下すると、昇圧回路入力電流が第２太陽電池ストリングＰＶ２の最大出力動作電流Ｉｐｍとなり、昇圧回路入力電力（第２太陽電池ストリングＰＶ２の出力電力）が最大となる。このとき、昇圧接続箱１０の出力電力が最大となる。
At time t1, when the standard circuit input voltage drops to the maximum output operating voltage Vpm of the first solar cell string PV1, the standard circuit current becomes the maximum output operating current Ipm of the first solar cell string PV1, and the standard circuit input power (output power of the first solar cell string PV1) becomes maximum. When the boost circuit input voltage drops to the maximum output operating voltage Vpm of the second solar cell string PV2, the boost circuit input current becomes the maximum output operating current Ipm of the second solar cell string PV2, and the boost circuit input power (output power of the second solar cell string PV2) becomes maximum. At this time, the output power of the
時刻ｔ２において、電力変換装置２０が出力制御指令を受けると、制御部２３は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１のＭＰＰＴ制御を停止させ、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１の抑制制御を開始する。制御部２３は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１の動作電圧を上昇させて、電力変換装置２０の入力電力を、目標値（１．５［ｋＷ］）に向けて低下させる。これにより、標準回路電流が低下する。この時点では、昇圧接続箱１０は電力変換装置２０が出力制御中であることを認識していないため、昇圧回路１１の出力電力は、最大出力電力（２．０［ｋＷ］）を維持する。電力変換装置２０の抑制制御により、標準回路入力電圧と昇圧接続箱１０の出力電圧は上昇する。
At time t2, when the
時刻ｔ３において、標準回路入力電圧が第１太陽電池ストリングＰＶ１の開放電圧Ｖｏｃに到達し、標準回路電流がゼロになり、電力変換装置２０の入力電力が２．０［ｋＷ］（＝昇圧回路１１の最大出力電力）になる。このとき、昇圧回路１１は最大出力電力（２．０［ｋＷ］）を維持しており、最大出力電力に応じた電流が昇圧回路１１から電力変換装置２０に流れている。標準回路電流がゼロになった時において昇圧回路１１から電力変換装置２０に電流が流れている場合、昇圧接続箱１０の制御部１２は、電力変換装置２０が出力制御中であると判定する。制御部１２は、電力変換装置２０が出力制御中であると判定すると、昇圧回路１１のＭＰＰＴ制御を停止させ、昇圧回路１１の抑制制御を開始する。
At time t3, the standard circuit input voltage reaches the open circuit voltage Voc of the first solar cell string PV1, the standard circuit current becomes zero, and the input power of the
制御部１２は、標準回路電流と昇圧回路入力電流の比率が所定の比率（図１０では、１：１）になるまで、昇圧回路１１の動作電圧を上昇させて、昇圧回路１１の出力電力・出力電流を低下させる。なお、所定の比率は１：１に限るものではなく、４：１、標準回路系と昇圧回路系の太陽光モジュールの枚数比などに設定されてもよい。
The
時刻ｔ４において、電力変換装置２０の入力電力が目標値の１．５［ｋＷ］に到達すると、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１の動作電圧の上昇が停止し、昇圧接続箱１０の出力電力が一定になる。時刻ｔ４以降、第１太陽電池ストリングＰＶ１の出力電力と昇圧回路１１の出力電力が一定の比率（図１０では、１：１）で推移する。
At time t4, when the input power of the
図１１は、実施例２の変形例に係る太陽光発電システムの構成例を示す図である。図１１に示す実施例２の変形例に係る太陽光発電システムでは、図１に示した実施の形態に係る太陽光発電システムの基本構成に、昇圧回路出力電流センサＡ２、合流配線電流センサＡ５が追加された構成である。昇圧回路出力電流センサＡ２は、昇圧回路１１の出力配線Ｗｂに流れる電流を検出して制御部１２に出力する。合流配線電流センサＡ５は合流出力配線Ｗｍに流れる電流を検出して制御部１２に出力する。
Figure 11 is a diagram showing an example of the configuration of a solar power generation system according to a modified example of Example 2. In the solar power generation system according to the modified example of Example 2 shown in Figure 11, a boost circuit output current sensor A2 and a junction wiring current sensor A5 are added to the basic configuration of the solar power generation system according to the embodiment shown in Figure 1. The boost circuit output current sensor A2 detects the current flowing in the output wiring Wb of the
変形例では、合流配線電流センサＡ５で検出される電流から昇圧回路出力電流センサＡ２で検出される電流（昇圧回路出力電流という）を減算することにより、標準回路電流を算出することができる。制御部１２は、標準回路電流がゼロで、かつ昇圧回路入力電流または昇圧回路出力電流が正の値（ゼロより大きい）の場合、電力変換装置２０が出力制御中であると判定する。出力制御中であると判定した後の制御は、上述した電流方式の制御方法と同様である。なお、昇圧系の電流として、昇圧回路入力電流を使用してもよいし、昇圧回路出力電流を使用してもよい。
In the modified example, the standard circuit current can be calculated by subtracting the current detected by the boost circuit output current sensor A2 (referred to as the boost circuit output current) from the current detected by the junction wiring current sensor A5. If the standard circuit current is zero and the boost circuit input current or the boost circuit output current is a positive value (greater than zero), the
図１２は、実施例３に係る太陽光発電システムの構成例を示す図である。実施例３に係る太陽光発電システムは、電力変換装置２０が出力制御中であるか否かを電力から推定する電力方式のシステムである。図１２に示す実施例３に係る太陽光発電システムは、図１に示した実施の形態に係る太陽光発電システムの基本構成に、昇圧回路出力電圧センサＶ２、昇圧回路出力電流センサＡ２および合流配線電流センサＡ５が追加された構成である。昇圧回路出力電圧センサＶ２は、昇圧回路１１の出力配線Ｗｂの電圧を検出して制御部１２に出力する。昇圧回路出力電流センサＡ２は、昇圧回路１１の出力配線Ｗｂに流れる電流を検出して制御部１２に出力する。合流配線電流センサＡ５は、合流出力配線Ｗｍに流れる電流を検出して制御部１２に出力する。
Figure 12 is a diagram showing a configuration example of a solar power generation system according to Example 3. The solar power generation system according to Example 3 is a power-based system that estimates whether the
制御部１２は、昇圧回路出力電圧センサＶ２で検出された電圧と昇圧回路出力電流センサＡ２で検出された電流をもとに昇圧回路１１の出力電力を検出する。制御部１２は、合流配線電圧センサＶ５で検出された電圧と合流配線電流センサＡ５で検出された電流をもとに昇圧接続箱１０の出力電力を検出する。
The
制御部１２は、昇圧接続箱１０の出力電力の推移をもとに電力変換装置２０が出力制御中であるか否かを推定する。制御部１２は例えば、所定期間（例えば、３～５分）における昇圧接続箱１０の出力電力が略一定の速度で低下した場合、電力変換装置２０が出力制御を開始したと判定する。反対に、制御部１２は所定期間（例えば、３～５分）における昇圧接続箱１０の出力電力が略一定の速度で上昇した場合、電力変換装置２０が出力制御を解除したと判定する。なお制御部１２は、昇圧接続箱１０の出力電力が線形に上昇あるいは低下している場合に限らず、ステップ状に上昇あるいは低下している場合も、出力制御の開始あるいは解除がなされたと判定する。
The
制御部１２は、電力変換装置２０が出力制御中であると判定すると、昇圧回路１１のＭＰＰＴ制御を停止し、昇圧回路１１の出力電力が、昇圧接続箱１０の出力電力の変化速度に対応して変化するように、昇圧回路１１の出力電力を制御する。昇圧回路１１の出力電力の変化速度と、昇圧接続箱１０の出力電力の変化速度は一致させてもよいし、昇圧接続箱１０の出力電力の変化速度に所定の係数を掛けて両者の変化速度が異なるようにしてもよい。
When the
例えば、出力制御の開始時において、昇圧回路１１の出力電力の変化速度を、昇圧接続箱１０の出力電力の変化速度より速く制御すれば、第１太陽電池ストリングＰＶ１から電力変換装置２０への電力出力を、可能な範囲で維持することができる。制御部１２は、電力変換装置２０の出力制御が解除されたと判定すると、昇圧回路１１のＭＰＰＴ制御を再開する。
For example, at the start of output control, if the rate of change of the output power of the
図１３は、実施例３の変形例に係る太陽光発電システムの構成例を示す図である。図１３に示す実施例３の変形例に係る太陽光発電システムでは、図１２に示した実施例３に係る太陽光発電システムの合流配線電流センサＡ５の代わりに、標準回路電流センサＡ３を用いる。標準回路電流センサＡ３は、第１太陽電池ストリングＰＶ１の出力配線Ｗ１の電流を検出して制御部１２に出力する。制御部１２は、合流配線電圧センサＶ５で検出された電圧と標準回路電流センサＡ３で検出された電流をもとに標準回路系の出力電力を検出する。
Figure 13 is a diagram showing an example of the configuration of a solar power generation system according to a modified example of Example 3. In the solar power generation system according to the modified example of Example 3 shown in Figure 13, a standard circuit current sensor A3 is used instead of the junction wiring current sensor A5 of the solar power generation system according to Example 3 shown in Figure 12. The standard circuit current sensor A3 detects the current of the output wiring W1 of the first solar cell string PV1 and outputs it to the
制御部１２は、標準回路系の出力電力の推移をもとに電力変換装置２０が出力制御中であるか否かを推定する。制御部１２は例えば、所定期間（例えば、３～５分）における標準回路系の出力電力が略一定の速度で低下した場合、電力変換装置２０が出力制御を開始したと判定する。反対に、制御部１２は所定期間（例えば、３～５分）における標準回路系の出力電力が略一定の速度で上昇した場合、電力変換装置２０が出力制御を解除したと判定する。
The
制御部１２は、電力変換装置２０が出力制御中であると判定すると、昇圧回路１１のＭＰＰＴ制御を停止し、昇圧回路１１の出力電力が、標準回路系の出力電力の変化速度に対応して変化するように、昇圧回路１１の出力電力を制御する。昇圧回路１１の出力電力の変化速度と、標準回路系の出力電力の変化速度は一致させてもよいし、標準回路系の出力電力の変化速度に所定の係数を掛けて両者の変化速度が異なるようにしてもよい。
When the
例えば、出力制御の開始時において、昇圧回路１１の出力電力の変化速度を、標準回路系の出力電力の変化速度より速く制御すれば、第１太陽電池ストリングＰＶ１から電力変換装置２０への電力出力をできるだけ維持することができる。制御部１２は、電力変換装置２０の出力制御が解除されたと判定すると、昇圧回路１１のＭＰＰＴ制御を再開する。
For example, at the start of output control, if the rate of change of the output power of the
図１４は、実施例４に係る太陽光発電システムの構成例を示す図である。実施例４に係る太陽光発電システムは、電力変換装置２０が出力制御中であるか否かを示す制御情報を通信で取得する通信方式のシステムである。図１４に示す実施例４に係る太陽光発電システムは、図１に示した実施の形態に係る太陽光発電システムの基本構成に、電力変換装置２０の制御部２３と昇圧接続箱１０の制御部１２間で制御情報を送受信するための通信線ＣＬが追加された構成である。
Figure 14 is a diagram showing an example of the configuration of a solar power generation system according to Example 4. The solar power generation system according to Example 4 is a communication system that acquires control information indicating whether the
通信線ＣＬには例えば、ＲＳ－４８５ケーブルやＬＡＮケーブルを使用することができる。なお通信線ＣＬを設置する代わりに、電力変換装置２０の制御部２３と昇圧接続箱１０の制御部１２間で無線通信してもよい。
For example, an RS-485 cable or a LAN cable can be used as the communication line CL. Note that instead of installing a communication line CL, wireless communication may be performed between the
電力変換装置２０の制御部２３は、出力制御の開始前に、昇圧接続箱１０の制御部１２に対して、出力制御の開始時刻と開始時の出力変化速度（抑制量［Ｗ／ｓ］）、出力上限値＝Ｘ％、出力制御の終了時刻と解除時の出力変化速度（抑制解除量［Ｗ／ｓ］）を送信する。なお、電力変換装置２０の制御部２３は、昇圧接続箱１０の制御部１２に対して、出力制御開始時から解除時までの電力指令値を都度送信してもよい。
Before starting output control, the
昇圧接続箱１０の制御部１２は、電力変換装置２０から取得した制御情報をもとに、電力変換装置２０が出力制御中の期間において、各時刻の電力変換装置２０の出力電力の目標値を特定し、昇圧接続箱１０の出力電力が電力変換装置２０の出力電力の目標値になるように、昇圧回路１１をデューティ制御する。
The
その際、標準回路電流センサＡ３あるいは合流配線電流センサＡ５と、昇圧回路出力電流センサＡ２を追加して、電流方式で説明したように制御部１２は、標準回路系の出力電流と昇圧回路系の出力電流が所定の比率を維持するように、昇圧回路１１をデューティ制御してもよい。
In this case, the standard circuit current sensor A3 or the junction wiring current sensor A5 and the boost circuit output current sensor A2 may be added, and as explained in the current method, the
以上説明したように実施例１－３によれば、昇圧接続箱１０から電力変換装置２０への出力をもとに、電力変換装置２０が出力制御中であるか否かを推定することにより、電力変換装置２０の出力制御に合わせて、昇圧接続箱１０から電力変換装置２０へ適切な電力を出力することができる。これにより、昇圧回路１１の出力電圧がリミッタ値まで上昇することによる昇圧回路１１の突然停止を回避することができ、電力変換装置２０の意図しない停止を回避することができる。
As described above, according to Examples 1-3, it is possible to estimate whether the
電流方式における第２の制御方法では、電力変換装置２０の出力制御中において、可能な範囲で標準回路系からの出力電流を維持することにより、電力変換装置２０のＤＣ／ＤＣコンバータ２１が制御できる電力を残すことができる。
In the second control method using the current method, the output current from the standard circuit system is maintained to the extent possible during output control of the
原則として、標準回路系の出力電力は電力変換装置２０のＤＣ／ＤＣコンバータ２１で制御され、昇圧回路系の出力電力は昇圧接続箱１０の昇圧回路１１で制御される。したがって、昇圧回路系の出力電流に対する標準回路系の出力電流の比率が高いほど、電力変換装置２０側で制御できる電力が多い状態といえる。一般的に、昇圧接続箱１０の昇圧回路１１より、電力変換装置２０のＤＣ／ＤＣコンバータ２１のほうが応答性が高く設計されるため、電力変換装置２０側で制御できる電力が多いほど、電力変換装置２０に入力される電力制御の応答性能が向上する。
As a general rule, the output power of the standard circuit system is controlled by the DC/
また実施例１－３によれば、実施例４のように昇圧接続箱１０と電力変換装置２０間を通信線ＣＬで接続する必要がないため、コストを削減することができる。また、設置の柔軟性を高めることができる。また、通信機能が搭載されていない電力変換装置２０に、昇圧接続箱１０を後付けすることも容易である。
Furthermore, according to Examples 1-3, since there is no need to connect the
実施例１－３では、複数の太陽電池ストリング（ＰＶ１、ＰＶ２）を並列に接続する昇圧接続箱１０と、電力変換装置２０とを、分離した機器とした。これにより、昇圧接続箱１０と電力変換装置２０の組合せによって、さまざまな太陽電池ストリングの設置構成に応じることができ、少ない機器の種類で様々な設置形態に応じることができる。したがって、昇圧接続箱１０と、電力変換装置２０を含む機器のコストを低減することができる。
In Examples 1-3, the
以上、本開示を実施の形態をもとに説明した。実施の形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組み合わせにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本開示の範囲にあることは当業者に理解されるところである。 The present disclosure has been described above based on the embodiments. The embodiments are merely examples, and it will be understood by those skilled in the art that various modifications are possible in the combination of each component and each processing process, and that such modifications are also within the scope of the present disclosure.
上記実施の形態では、送配電事業者の管理サーバから出力制御指令を受信することに起因して電力変換装置２０が出力制御を発動させる例を説明した。この点、出力制御は、インバータ２２の出力電圧がリミッタ値を超えて上昇、インバータ２２の出力電力がリミッタ値を超えて上昇、電力変換装置２０内の温度がリミッタ値を超えて上昇などに起因しても発動される。電力変換装置２０の制御部２３は、それぞれの出力制御発生事由に応じた出力変化速度で、電力変換装置２０の出力電力を制御する。
In the above embodiment, an example has been described in which the
上記実施の形態では、電力変換装置２０の制御部２３は、電力変換装置２０の出力電力を制御するために、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１の出力電力を制御する例を説明した。この点、制御部２３は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１の昇圧比を１に固定し、インバータ２２のデューティ制御により、電力変換装置２０の出力電力を制御してもよい。この場合も、インバータ２２の出力電力に対して、昇圧接続箱１０の出力電力が大きくなると電力変換装置２０の入力電圧が上昇する。
In the above embodiment, an example has been described in which the
上記実施の形態では説明を単純化するために、標準回路系に一つの第１太陽電池ストリングＰＶ１が接続され、昇圧回路系に一つの第２太陽電池ストリングＰＶ２が接続される例を説明した。この点、標準回路系に、複数の第１太陽電池ストリングＰＶ１が並列に接続されてもよい。この場合、第１開閉器ＲＹ１および逆流防止ダイオードＤ１がそれぞれのストリングに設置される。複数の第１太陽電池ストリングＰＶ１から合流出力配線Ｗｍに出力される電流（電力）は、複数の第１太陽電池ストリングＰＶ１の出力電流（出力電力）の合計となる。 In the above embodiment, in order to simplify the explanation, an example has been described in which one first solar cell string PV1 is connected to the standard circuit system and one second solar cell string PV2 is connected to the boost circuit system. In this regard, multiple first solar cell strings PV1 may be connected in parallel to the standard circuit system. In this case, a first switch RY1 and a backflow prevention diode D1 are installed in each string. The current (power) output from the multiple first solar cell strings PV1 to the junction output wiring Wm is the sum of the output currents (output power) of the multiple first solar cell strings PV1.
同様に、昇圧回路系に、複数の第２太陽電池ストリングＰＶ２が並列に接続されてもよい。この場合、第２開閉器ＲＹ２および昇圧回路１１がそれぞれのストリングに設置される。複数の昇圧回路１１から合流出力配線Ｗｍに出力される電流（電力）は、複数の第２太陽電池ストリングＰＶ２の出力電流（出力電力）の合計となる。
Similarly, multiple second solar cell strings PV2 may be connected in parallel to the boost circuit system. In this case, a second switch RY2 and a
制御部１２は、並列接続された複数の昇圧回路１１の出力電圧が揃うように、並列接続された複数の昇圧回路１１をそれぞれデューティ制御する。上述した電力方式では、制御部１２は、並列接続された複数の昇圧回路１１の合計出力電力が、昇圧接続箱１０の出力電力の変化速度に対応して変化するように、並列接続された複数の昇圧回路１１のそれぞれの出力電力を制御する。
The
上記実施の形態では、昇圧接続箱１０に、第１太陽電池ストリングＰＶ１と、第１太陽電池ストリングＰＶ１より開放電圧が低い第２太陽電池ストリングＰＶ２が接続される例を説明した。この点、昇圧接続箱１０には、開放電圧が異なる複数の太陽電池以外の直流電源を接続することもできる。例えば、昇圧接続箱１０に、第１蓄電池パックと、第１蓄電池パックより開放電圧が低い第２蓄電池パックが接続されてもよい。第２蓄電池パックは、セルまたはモジュールの直列数が第１蓄電池パックより少ない蓄電池パックである。
In the above embodiment, an example has been described in which a first solar cell string PV1 and a second solar cell string PV2 having a lower open-circuit voltage than the first solar cell string PV1 are connected to the
なお、実施の形態は、以下の項目によって特定されてもよい。 The embodiment may be specified by the following:
［項目１］
第１の直流電源（ＰＶ１）より開放電圧が低い第２の直流電源（ＰＶ２）から出力される直流電力の電圧を昇圧可能な昇圧回路（１１）と、
前記昇圧回路（１１）の出力配線（Ｗｂ）と、前記第１の直流電源（ＰＶ１）の出力配線（Ｗ１）が合流した合流出力配線（Ｗｂ）と、
前記昇圧回路（１１）を制御する制御部（１２）と、を備え、
前記合流出力配線（Ｗｂ）は、本昇圧接続回路（１０）から供給される直流電力を交流電力に変換して電力系統へ出力する電力変換装置（２０）に接続され、
前記制御部（１２）は、本昇圧接続回路（１０）または前記第１の直流電源（ＰＶ１）から前記電力変換装置（２０）への出力をもとに、前記電力変換装置（２０）が出力制御中であるか否かを推定することを特徴とする昇圧接続回路（１０）。
これによれば、電力変換装置（２０）の出力制御により、昇圧接続回路（１０）の出力電圧がリミッタ値まで上昇して、突然停止することを回避することができる。
［項目２］
前記制御部（１２）は、本昇圧接続回路（１０）の出力電力の推移をもとに、前記電力変換装置（２０）が出力制御中であるか否かを推定することを特徴とする項目１に記載の昇圧接続回路（１０）。
これによれば、電力変換装置（２０）から通信で制御信号を受信することなく、電力変換装置（２０）が出力制御中であるか否かを判定することができる。
［項目３］
前記昇圧回路（１１）の出力配線（Ｗｂ）に流れる電流を検出する第１電流センサ（Ａ２）と、
前記昇圧回路（１１）の出力配線（Ｗｂ）の電圧を検出する第１電圧センサ（Ｖ２）と、
前記合流出力配線（Ｗｂ）に流れる電流を検出する第２電流センサ（Ａ５）と、
前記合流出力配線（Ｗｂ）の電圧を検出する第２電圧センサ（Ｖ５）と、をさらに備え、
前記制御部（１２）は、
前記第１電流センサ（Ａ２）で検出された電流と前記第１電圧センサ（Ｖ２）で検出された電圧をもとに前記昇圧回路（１１）の出力電力を検出し、前記第２電流センサ（Ａ５）で検出された電流と前記第２電圧センサ（Ｖ５）で検出された電圧をもとに本昇圧接続回路（１０）から前記電力変換装置（２０）への出力電力を検出し、
前記電力変換装置（２０）が出力制御中であると推定した場合、本昇圧接続回路（１０）から前記電力変換装置（２０）への出力電力の変化に応じて前記昇圧回路（１１）の出力電力が変化するように前記昇圧回路（１１）を制御することを特徴とする項目２に記載の昇圧接続回路（１０）。
これによれば、電力変換装置（２０）の出力制御中に、昇圧接続回路（１０）から電力変換装置（２０）に過剰な電力が出力されることを防止することができる。
［項目４］
前記制御部（１２）は、前記第１の直流電源（ＰＶ１）の出力電力の推移をもとに、前記電力変換装置（２０）が出力制御中であるか否かを推定することを特徴とする項目１に記載の昇圧接続回路（１０）。
これによれば、電力変換装置（２０）から通信で制御信号を受信することなく、電力変換装置（２０）が出力制御中であるか否かを判定することができる。
［項目５］
前記昇圧回路（１１）の出力配線（Ｗｂ）に流れる電流を検出する第１電流センサ（Ａ２）と、
前記昇圧回路（１１）の出力配線（Ｗｂ）の電圧を検出する第１電圧センサ（Ｖ２）と、
前記第１の直流電源（ＰＶ１）の出力配線（Ｗ１）に流れる電流を検出する第２電流センサ（Ａ３）と、
前記合流出力配線（Ｗｂ）の電圧または前記第１の直流電源（ＰＶ１）の出力配線（Ｗ１）の電圧を検出する第２電圧センサ（Ｖ５またはＶ３）と、をさらに備え、
前記制御部（１２）は、
前記第１電流センサ（Ａ２）で検出された電流と前記第１電圧センサ（Ｖ２）で検出された電圧をもとに前記昇圧回路（１１）の出力電力を検出し、前記第２電流センサ（Ａ３）で検出された電流と前記第２電圧センサ（Ｖ５またはＶ３）で検出された電圧をもとに前記第１の直流電源（ＰＶ１）の出力電力を検出し、
前記電力変換装置（２０）が出力制御中であると推定した場合、前記第１の直流電源（ＰＶ１）の出力電力の変化に応じて前記昇圧回路（１１）の出力電力が変化するように前記昇圧回路（１１）を制御することを特徴とする項目４に記載の昇圧接続回路（１０）。
これによれば、電力変換装置（２０）の出力制御中に、昇圧接続回路（１０）から電力変換装置（２０）に過剰な電力が出力されることを防止することができる。
［項目６］
前記制御部（１２）は、前記第１の直流電源（ＰＶ１）から電力が出力されていないとき、前記電力変換装置（２０）が出力制御中であると判定し、前記昇圧回路（１１）を抑制制御することを特徴とする項目１に記載の昇圧接続回路（１０）。
これによれば、第１の直流電源（ＰＶ１）から電力が出力されていないことを検出することで、電力変換装置（２０）が出力制御中であるか否かを判定することができる。
［項目７］
前記昇圧回路（１１）の出力配線（Ｗｂ）の電圧または前記合流出力配線（Ｗｂ）の電圧を検出する第１電圧センサ（Ｖ２またはＶ５）と、
記第１の直流電源（ＰＶ１）の出力電圧を検出する第２電圧センサ（Ｖ３）と、をさらに備え、
前記制御部（１２）は、前記第２電圧センサ（Ｖ３）で検出した電圧が前記第１電圧センサ（Ｖ２またはＶ５）で検出した電圧より低い場合、前記電力変換装置（２０）が出力制御中であると判定することを特徴とする項目６に記載の昇圧接続回路（１０）。
これによれば、第１の直流電源（ＰＶ１）の出力電圧が低く、第１の直流電源（ＰＶ１）から電流が出力されていないことを検出することで、電力変換装置（２０）が出力制御中であるか否かを判定することができる。
［項目８］
前記昇圧回路（１１）の入力配線（Ｗ２）または出力配線（Ｗｂ）に流れる電流を検出する第１電流センサ（Ａ１またはＡ２）と、
前記合流出力配線（Ｗｂ）または前記第１の直流電源（ＰＶ１）の出力配線（Ｗ１）に流れる電流を検出する第２電流センサ（Ａ５またはＡ３）と、をさらに備え、
前記制御部（１２）は、前記第１電流センサ（Ａ２）で検出された電流と前記第２電流センサ（Ａ５またはＡ３）で検出された電流をもとに、前記第１の直流電源（ＰＶ１）から電流が流れておらず、前記昇圧回路（１１）から電流が流れていると判定できる場合、前記電力変換装置（２０）が出力制御中であると判定することを特徴とする項目６に記載の昇圧接続回路（１０）。
これによれば、昇圧回路（１１）から電流が流れている状態で、第１の直流電源（ＰＶ１）から電流が出力されていないことを検出することで、電力変換装置（２０）が出力制御中であるか否かを判定することができる。
［項目９］
前記制御部（１２）は、前記電力変換装置（２０）が出力制御中であると判定すると、前記第１電流センサ（Ａ１またはＡ２）で検出された電流と前記第２電流センサ（Ａ５またはＡ３）で検出された電流をもとに、前記第１の直流電源（ＰＶ１）の出力電流と前記昇圧回路（１１）の出力電流の比率が所定の比率になるように、前記昇圧回路（１１）を制御することを特徴とする項目６に記載の昇圧接続回路（１０）。
これによれば、電力変換装置（２０）が出力制御中に、第１の直流電源（ＰＶ１）から電力変換装置（２０）への電力出力を、可能な範囲で維持することができる。
［項目１０］
前記第１の直流電源（ＰＶ１）および前記第２の直流電源（ＰＶ２）は太陽電池（ＰＶ１、ＰＶ２）であり、
前記制御部（１２）は、前記電力変換装置（２０）が出力制御中でないとき、前記昇圧回路（１１）をＭＰＰＴ（Maximum Power Point Tracking）制御することを特徴とする項目１から９のいずれか１項に記載の昇圧接続回路（１０）。
これによれば、電力変換装置（２０）が出力制御中でないとき、昇圧回路（１１）に接続されている太陽電池（ＰＶ２）で発電される電力を最大化することができる。
［項目１１］
項目１から１０のいずれか１項に記載の昇圧接続回路（１０）と、
前記昇圧接続回路（１０）から供給される直流電力を交流電力に変換する電力変換装置（２０）と、
を備えることを特徴とする電力変換システム（１）。
これによれば、電力変換装置（２０）の出力制御により、昇圧接続回路（１０）の出力電圧がリミッタ値まで上昇して、突然停止することを回避することができる。
[Item 1]
a boost circuit (11) capable of boosting a voltage of DC power output from a second DC power source (PV2) having an open circuit voltage lower than that of a first DC power source (PV1);
a joined output wiring (Wb) in which the output wiring (Wb) of the boost circuit (11) and the output wiring (W1) of the first DC power source (PV1) are joined;
A control unit (12) that controls the boost circuit (11),
The junction output wiring (Wb) is connected to a power conversion device (20) that converts DC power supplied from the boost connection circuit (10) into AC power and outputs the AC power to a power grid,
The control unit (12) estimates whether or not the power conversion device (20) is under output control based on the output from the boost connection circuit (10) or the first DC power source (PV1) to the power conversion device (20).
According to this, it is possible to prevent the output voltage of the boost connection circuit (10) from rising to the limiter value and suddenly stopping due to the output control of the power conversion device (20).
[Item 2]
The boost connection circuit (10) according to
According to this, it is possible to determine whether or not the power conversion device (20) is under output control without receiving a control signal from the power conversion device (20) by communication.
[Item 3]
a first current sensor (A2) for detecting a current flowing through an output wiring (Wb) of the boost circuit (11);
a first voltage sensor (V2) for detecting a voltage of an output wiring (Wb) of the boost circuit (11);
a second current sensor (A5) for detecting a current flowing through the junction output wiring (Wb);
A second voltage sensor (V5) for detecting a voltage of the junction output wiring (Wb),
The control unit (12)
an output power of the boost circuit (11) is detected based on the current detected by the first current sensor (A2) and the voltage detected by the first voltage sensor (V2), and an output power from the boost connection circuit (10) to the power conversion device (20) is detected based on the current detected by the second current sensor (A5) and the voltage detected by the second voltage sensor (V5);
The boost connection circuit (10) described in
This makes it possible to prevent excessive power from being output from the boost connection circuit (10) to the power conversion device (20) during output control of the power conversion device (20).
[Item 4]
The boost connection circuit (10) described in
According to this, it is possible to determine whether or not the power conversion device (20) is under output control without receiving a control signal from the power conversion device (20) by communication.
[Item 5]
a first current sensor (A2) for detecting a current flowing through an output wiring (Wb) of the boost circuit (11);
a first voltage sensor (V2) for detecting a voltage of an output wiring (Wb) of the boost circuit (11);
a second current sensor (A3) that detects a current flowing in an output wiring (W1) of the first DC power source (PV1);
A second voltage sensor (V5 or V3) that detects a voltage of the junction output wiring (Wb) or a voltage of the output wiring (W1) of the first DC power source (PV1),
The control unit (12)
detecting an output power of the boost circuit (11) based on the current detected by the first current sensor (A2) and the voltage detected by the first voltage sensor (V2), and detecting an output power of the first DC power source (PV1) based on the current detected by the second current sensor (A3) and the voltage detected by the second voltage sensor (V5 or V3);
5. The boost connection circuit (10) according to claim 4, characterized in that, when it is estimated that the power conversion device (20) is under output control, the boost circuit (11) is controlled so that the output power of the boost circuit (11) changes in response to a change in the output power of the first DC power source (PV1).
This makes it possible to prevent excessive power from being output from the boost connection circuit (10) to the power conversion device (20) during output control of the power conversion device (20).
[Item 6]
The boost connection circuit (10) described in
According to this, by detecting that no power is being output from the first DC power source (PV1), it is possible to determine whether or not the power conversion device (20) is under output control.
[Item 7]
a first voltage sensor (V2 or V5) for detecting a voltage of the output wiring (Wb) of the boost circuit (11) or a voltage of the merged output wiring (Wb);
A second voltage sensor (V3) that detects an output voltage of the first DC power source (PV1),
7. The boost connection circuit (10) according to claim 6, wherein the control unit (12) determines that the power conversion device (20) is under output control when the voltage detected by the second voltage sensor (V3) is lower than the voltage detected by the first voltage sensor (V2 or V5).
According to this, by detecting that the output voltage of the first DC power source (PV1) is low and that no current is being output from the first DC power source (PV1), it is possible to determine whether or not the power conversion device (20) is under output control.
[Item 8]
a first current sensor (A1 or A2) that detects a current flowing through an input wiring (W2) or an output wiring (Wb) of the boost circuit (11);
A second current sensor (A5 or A3) that detects a current flowing in the junction output wiring (Wb) or the output wiring (W1) of the first DC power source (PV1),
The boost connection circuit (10) described in item 6, characterized in that when it can be determined based on the current detected by the first current sensor (A2) and the current detected by the second current sensor (A5 or A3) that no current is flowing from the first DC power source (PV1) and that a current is flowing from the boost circuit (11), the control unit (12) determines that the power conversion device (20) is under output control.
According to this, by detecting that no current is being output from the first DC power source (PV1) while a current is flowing from the boost circuit (11), it is possible to determine whether or not the power conversion device (20) is under output control.
[Item 9]
The boost connection circuit (10) described in item 6, characterized in that when the control unit (12) determines that the power conversion device (20) is under output control, it controls the boost circuit (11) based on the current detected by the first current sensor (A1 or A2) and the current detected by the second current sensor (A5 or A3) so that the ratio of the output current of the first DC power source (PV1) to the output current of the boost circuit (11) becomes a predetermined ratio.
According to this, while the power conversion device (20) is performing output control, the power output from the first DC power source (PV1) to the power conversion device (20) can be maintained to the extent possible.
[Item 10]
the first DC power source (PV1) and the second DC power source (PV2) are solar cells (PV1, PV2);
The boost connection circuit (10) according to any one of
According to this, when the power conversion device (20) is not under output control, the power generated by the solar cell (PV2) connected to the boost circuit (11) can be maximized.
[Item 11]
A boost connection circuit (10) according to any one of
a power conversion device (20) that converts DC power supplied from the boost connection circuit (10) into AC power;
A power conversion system (1) comprising:
According to this, it is possible to prevent the output voltage of the boost connection circuit (10) from rising to the limiter value and suddenly stopping due to the output control of the power conversion device (20).
１ 電力変換システム、 ２ 系統、 １０ 昇圧接続箱、 １１ 昇圧回路、 １２ 制御部、 ２０ 電力変換装置、 ２１ ＤＣ／ＤＣコンバータ、 ２２ インバータ、 ２３ 制御部、 ＰＶ１ 第１太陽電池ストリング、 ＰＶ２ 第２太陽電池ストリング、 ＲＹ１ 第１開閉器、 ＲＹ２ 第２開閉器、 Ｄ１ 逆流防止ダイオード、 Ｖ１ 入力電圧センサ、 Ｖ２ 昇圧回路出力電圧センサ、 Ｖ３ 標準回路電圧センサ、 Ｖ５ 合流配線電圧センサ、 Ａ１ 入力電流センサ、 Ａ２ 昇圧回路出力電流センサ、 Ａ３ 標準回路電流センサ、 Ａ５ 合流配線電流センサ、 Ｗ１，Ｗ２，Ｗｂ 出力配線、 Ｗｍ 合流出力配線、 ＣＬ 通信線、 Ｌ１ リアクトル、 Ｃ１ 入力コンデンサ、 Ｃ２ 出力コンデンサ、 Ｄ２ ダイオード、 Ｓ１ スイッチング素子。
LIST OF
Claims (6)
前記昇圧回路の出力配線と、前記第１の直流電源の出力配線が合流した合流出力配線と、
前記昇圧回路の出力配線に流れる電流を検出する第１電流センサと、
前記昇圧回路の出力配線の電圧を検出する第１電圧センサと、
前記合流出力配線に流れる電流を検出する第２電流センサと、
前記合流出力配線の電圧を検出する第２電圧センサと、
前記昇圧回路を制御する制御部と、を備え、
前記合流出力配線は、本昇圧接続回路から供給される直流電力を交流電力に変換して電力系統へ出力する電力変換装置に接続され、
前記制御部は、本昇圧接続回路の出力電力の推移をもとに、前記電力変換装置が出力制御中であるか否かを推定し、
前記制御部は、
前記第１電流センサで検出された電流と前記第１電圧センサで検出された電圧をもとに前記昇圧回路の出力電力を検出し、前記第２電流センサで検出された電流と前記第２電圧センサで検出された電圧をもとに本昇圧接続回路から前記電力変換装置への出力電力を検出し、
前記電力変換装置が出力制御中であると推定した場合、本昇圧接続回路から前記電力変換装置への出力電力の変化に応じて前記昇圧回路の出力電力が変化するように前記昇圧回路を制御することを特徴とする昇圧接続回路。 a boost circuit capable of boosting a voltage of DC power output from a second DC power source having an open circuit voltage lower than that of the first DC power source;
a joined output wiring in which an output wiring of the boost circuit and an output wiring of the first DC power source are joined together;
a first current sensor for detecting a current flowing through an output wiring of the boost circuit;
a first voltage sensor for detecting a voltage of an output wiring of the boost circuit;
a second current sensor for detecting a current flowing through the junction output wiring;
a second voltage sensor for detecting a voltage of the junction output wiring;
A control unit that controls the boost circuit,
the junction output wiring is connected to a power conversion device that converts DC power supplied from the boost connection circuit into AC power and outputs the AC power to a power grid;
The control unit estimates whether the power conversion device is under output control based on a transition of the output power of the boost connection circuit ,
The control unit is
detecting an output power of the boost circuit based on the current detected by the first current sensor and the voltage detected by the first voltage sensor, and detecting an output power from this boost connection circuit to the power conversion device based on the current detected by the second current sensor and the voltage detected by the second voltage sensor;
A boost connection circuit characterized by controlling the boost circuit so that the output power of the boost circuit changes in response to changes in the output power from the boost connection circuit to the power conversion device when it is estimated that the power conversion device is under output control .
前記昇圧回路の出力配線と、前記第１の直流電源の出力配線が合流した合流出力配線と、
前記昇圧回路の出力配線に流れる電流を検出する第１電流センサと、
前記昇圧回路の出力配線の電圧を検出する第１電圧センサと、
前記第１の直流電源の出力配線に流れる電流を検出する第２電流センサと、
前記合流出力配線の電圧または前記第１の直流電源の出力配線の電圧を検出する第２電圧センサと、
前記昇圧回路を制御する制御部と、を備え、
前記合流出力配線は、本昇圧接続回路から供給される直流電力を交流電力に変換して電力系統へ出力する電力変換装置に接続され、
前記制御部は、前記第１の直流電源の出力電力の推移をもとに、前記電力変換装置が出力制御中であるか否かを推定し、
前記制御部は、
前記第１電流センサで検出された電流と前記第１電圧センサで検出された電圧をもとに前記昇圧回路の出力電力を検出し、前記第２電流センサで検出された電流と前記第２電圧センサで検出された電圧をもとに前記第１の直流電源の出力電力を検出し、
前記電力変換装置が出力制御中であると推定した場合、前記第１の直流電源の出力電力の変化に応じて前記昇圧回路の出力電力が変化するように前記昇圧回路を制御することを特徴とする昇圧接続回路。 a boost circuit capable of boosting a voltage of DC power output from a second DC power source having an open circuit voltage lower than that of the first DC power source;
a joined output wiring in which an output wiring of the boost circuit and an output wiring of the first DC power source are joined together;
a first current sensor for detecting a current flowing through an output wiring of the boost circuit;
a first voltage sensor for detecting a voltage of an output wiring of the boost circuit;
a second current sensor that detects a current flowing through an output wiring of the first DC power supply;
a second voltage sensor that detects a voltage of the joined output wiring or a voltage of an output wiring of the first DC power source;
A control unit that controls the boost circuit,
the junction output wiring is connected to a power conversion device that converts DC power supplied from the boost connection circuit into AC power and outputs the AC power to a power grid;
The control unit estimates whether or not the power conversion device is performing output control based on a transition of the output power of the first DC power source;
The control unit is
detecting an output power of the boost circuit based on the current detected by the first current sensor and the voltage detected by the first voltage sensor, and detecting an output power of the first DC power source based on the current detected by the second current sensor and the voltage detected by the second voltage sensor;
A boost connection circuit characterized by controlling the boost circuit so that the output power of the boost circuit changes in response to changes in the output power of the first DC power source when it is estimated that the power conversion device is under output control .
前記昇圧回路の出力配線と、前記第１の直流電源の出力配線が合流した合流出力配線と、
前記昇圧回路の出力配線の電圧または前記合流出力配線の電圧を検出する第１電圧センサと、
前記第１の直流電源の出力電圧を検出する第２電圧センサと、
前記昇圧回路を制御する制御部と、を備え、
前記合流出力配線は、本昇圧接続回路から供給される直流電力を交流電力に変換して電力系統へ出力する電力変換装置に接続され、
前記制御部は、前記第１の直流電源から電力が出力されていないとき、前記電力変換装置が出力制御中であると判定し、前記昇圧回路を抑制制御し、
前記制御部は、前記第２電圧センサで検出した電圧が前記第１電圧センサで検出した電圧より低い場合、前記電力変換装置が出力制御中であると判定することを特徴とする昇圧接続回路。 a boost circuit capable of boosting a voltage of DC power output from a second DC power source having an open circuit voltage lower than that of the first DC power source;
a joined output wiring in which an output wiring of the boost circuit and an output wiring of the first DC power source are joined together;
a first voltage sensor for detecting a voltage of an output wiring of the boost circuit or a voltage of the joint output wiring;
a second voltage sensor that detects an output voltage of the first DC power supply;
A control unit that controls the boost circuit,
the junction output wiring is connected to a power conversion device that converts DC power supplied from the boost connection circuit into AC power and outputs the AC power to a power grid;
The control unit determines that the power conversion device is under output control when power is not being output from the first DC power source, and suppresses and controls the boost circuit;
The control unit determines that the power conversion device is under output control when the voltage detected by the second voltage sensor is lower than the voltage detected by the first voltage sensor .
前記昇圧回路の出力配線と、前記第１の直流電源の出力配線が合流した合流出力配線と、
前記昇圧回路の入力配線または出力配線に流れる電流を検出する第１電流センサと、
前記合流出力配線または前記第１の直流電源の出力配線に流れる電流を検出する第２電流センサと、
前記昇圧回路を制御する制御部と、を備え、
前記合流出力配線は、本昇圧接続回路から供給される直流電力を交流電力に変換して電力系統へ出力する電力変換装置に接続され、
前記制御部は、前記第１の直流電源から電力が出力されていないとき、前記電力変換装置が出力制御中であると判定し、前記昇圧回路を抑制制御し、
前記制御部は、前記第１電流センサで検出された電流と前記第２電流センサで検出された電流をもとに、前記第１の直流電源から電流が流れておらず、前記昇圧回路から電流が流れていると判定できる場合、前記電力変換装置が出力制御中であると判定し、前記電力変換装置が出力制御中であると判定すると、前記第１電流センサで検出された電流と前記第２電流センサで検出された電流をもとに、前記第１の直流電源の出力電流と前記昇圧回路の出力電流の比率が所定の比率になるように、前記昇圧回路を制御することを特徴とする昇圧接続回路。 a boost circuit capable of boosting a voltage of DC power output from a second DC power source having an open circuit voltage lower than that of the first DC power source;
a joined output wiring in which an output wiring of the boost circuit and an output wiring of the first DC power source are joined together;
a first current sensor for detecting a current flowing through an input wiring or an output wiring of the boost circuit;
a second current sensor that detects a current flowing in the joint output wiring or the output wiring of the first DC power source;
A control unit that controls the boost circuit,
the junction output wiring is connected to a power conversion device that converts DC power supplied from the boost connection circuit into AC power and outputs the AC power to a power grid;
The control unit determines that the power conversion device is under output control when power is not being output from the first DC power source, and suppresses and controls the boost circuit;
a control unit that determines, based on the current detected by the first current sensor and the current detected by the second current sensor, that no current is flowing from the first DC power supply and that a current is flowing from the boost circuit, and that, when it determines that the power conversion device is under output control, controls the boost circuit, based on the current detected by the first current sensor and the current detected by the second current sensor, so that a ratio between the output current of the first DC power supply and the output current of the boost circuit becomes a predetermined ratio .
前記制御部は、前記電力変換装置が出力制御中でないとき、前記昇圧回路をＭＰＰＴ（Maximum Power Point Tracking）制御することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の昇圧接続回路。 the first DC power source and the second DC power source are solar cells;
5. The boost connection circuit according to claim 1 , wherein the control unit controls the boost circuit in a maximum power point tracking (MPPT) manner when the power conversion device is not under output control.
前記昇圧接続回路から供給される直流電力を交流電力に変換する電力変換装置と、
を備えることを特徴とする電力変換システム。 A boost connection circuit according to any one of claims 1 to 5 ;
a power conversion device that converts DC power supplied from the boost connection circuit into AC power;
A power conversion system comprising:
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